Reconstructing the three-dimensional (3D) geometry of object surfaces is essential for robot perception, yet vision-based approaches degrade under low illumination or occlusion. This limitation motivates the design of a proprioceptive membrane that conforms to the surface of interest and infers 3D geometry by reconstructing its own deformation. Conventional deformation-aware membranes typically rely on resistive, capacitive, or magneto-sensitive mechanisms, but can suffer from structural complexity, limited compliance during large-scale deformation, and susceptibility to electromagnetic interference. This work presents a soft, flexible, and stretchable proprioceptive silicone membrane based on optical waveguide sensing. The membrane integrates edge-mounted LEDs and centrally-distributed photodiodes (PDs) within a multilayer elastomeric composite. Rich deformation-dependent light-intensity signals are decoded by a data-driven model to recover the membrane geometry. Real-time reconstruction is demonstrated on a customized 140 mm square membrane at an end-to-end update rate of 90 Hz, achieving an average reconstruction error of 1.307 mm for out-of-plane deformation of up to 25 mm. The proposed sensor also demonstrates accurate reconstruction under large in-plane deformation, achieving reliable shape recovery up to 75% strain with an average Chamfer distance of 1.214 mm. The proposed framework provides a scalable, robust, and low-profile solution for global shape perception in deformable robotic systems.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

3D是英文“Three Dimensions”的简称,中文是指三维、三个维度、三个坐标,即有长、有宽、有高,换句话说,就是立体的,是相对于只有长和宽的平面(2D)而言。
NeurIPS 2025|从层次化掩码的视角统一并增强 Graph Transformer
【牛津大学博士论文】学习理解大规模3D点云,191页pdf
专知会员服务
39+阅读 · 2023年6月22日
【悉尼大学博士论文】深度3D信息预测与理解,184页pdf
专知会员服务
42+阅读 · 2022年12月27日
三维重建 3D reconstruction 有哪些实用算法?
极市平台
13+阅读 · 2020年2月23日
【泡泡图灵智库】体积实例感知语义建图与3D对象发现
泡泡机器人SLAM
22+阅读 · 2019年9月7日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
目前最好的开源人脸3D重建与密集对齐算法
计算机视觉life
17+阅读 · 2019年4月24日
【泡泡一分钟】基于紧凑模型表示的三维重建(3dv-12)
泡泡机器人SLAM
10+阅读 · 2017年12月7日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
4+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员